低溫沖擊韌性優(yōu)異的超高強(qiáng)度氣體保護(hù)電弧焊接金屬接頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種低溫沖擊韌性優(yōu)異的超高強(qiáng)度氣體保護(hù)電弧焊接金屬接頭。
【背景技術(shù)】
[0002] 最近，隨著超高層建筑的建設(shè)及社會(huì)間接資本踴躍進(jìn)入建設(shè)領(lǐng)域，對(duì)重型裝備及 建設(shè)機(jī)械的需求增多，且應(yīng)用在這些重型裝備或者建設(shè)機(jī)械的焊接構(gòu)造物需要具有優(yōu)異的 強(qiáng)度。
[0003] 另一方面，為了確保這種高強(qiáng)度的焊接構(gòu)造物的穩(wěn)定性，需要確保焊接金屬接頭 的沖擊韌性。為此，在專利文獻(xiàn)1中將焊接金屬接頭的微細(xì)組織通過(guò)90%以上的面積分?jǐn)?shù) 的針狀鐵素體（Acicular Ferrite)和貝氏體（Bainite)來(lái)控制，由此確保焊接金屬接頭的 沖擊韌性。然而，所述專利文獻(xiàn)1相比母材，焊接金屬接頭的強(qiáng)度顯著低，因此焊接金屬接 頭容易產(chǎn)生斷裂。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :韓國(guó)公開(kāi)專利公報(bào)第10-2007-0068211號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] (一）要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0008] 本發(fā)明的一個(gè)方面，其目的在于提供一種沖擊韌性優(yōu)異的焊接金屬接頭，在通過(guò) 焊接板厚度為3~8mm，抗張強(qiáng)度為lOOkgf級(jí)的超高強(qiáng)度的母材來(lái)組成的焊接構(gòu)造物中，使 相對(duì)于母材的焊接金屬接頭的強(qiáng)度的降低最小化，由此抑制斷裂的產(chǎn)生。
[0009] (二）技術(shù)方案
[0010] 本發(fā)明的一個(gè)方面的低溫沖擊韌性優(yōu)異的超高強(qiáng)度氣體保護(hù)電弧焊接金屬接頭， 其特征在于，以重量％合計(jì)，包括：〇. 06~0. 09%的C、0. 15~0. 3%的Si、l. 6~1. 8%的 皿11、0.4~0.7%的0、1.0~1.5%的附、0.3~0.5%的]\1〇、0.02%以下的？、0.01%以下 的S、余量的Fe以及其他的不可避免的雜質(zhì)，所述金屬接頭具有將貝氏體作為主相且將馬 氏體作為第二相的微細(xì)組織。
[0011]另外，上述的技術(shù)方案沒(méi)有全部舉出本發(fā)明的特征。本發(fā)明的多種特征和與此相 關(guān)的優(yōu)點(diǎn)和效果可以通過(guò)參照下面的具體的實(shí)施方式更加詳細(xì)地理解。
[0012] (三）有益效果
[0013] 根據(jù)本發(fā)明，在通過(guò)焊接板厚度為3~8mm，抗張強(qiáng)度為lOOkgf級(jí)的超高強(qiáng)度的母 材來(lái)組成的焊接結(jié)構(gòu)體中，焊接金屬接頭具有800MPa以上的抗張強(qiáng)度，因此具有可以有效 抑制在焊接結(jié)構(gòu)體中產(chǎn)生斷裂的優(yōu)點(diǎn)。
[0014] 另一方面，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的焊接金屬接頭在_5°C的環(huán)境下的沖擊吸收 能量（vE)為47J以上，其具有低溫沖擊韌性非常優(yōu)異的的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1 (a)是拍攝比較例1的焊接金屬接頭的微細(xì)組織的掃描電子顯微鏡（SEM)照 片，圖1(b)是拍攝發(fā)明例1的焊接金屬接頭的微細(xì)組織的掃描電子顯微鏡（SEM)照片。
[0016] 圖2(a)是表示比較例1的維氏硬度的測(cè)量結(jié)果的圖表。圖2(b)是表示發(fā)明例1 的維氏硬度的測(cè)量結(jié)果的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 本發(fā)明人得知，對(duì)于板厚度為3~8mm、抗張強(qiáng)度為lOOkgf級(jí)的超高強(qiáng)度的熱乳鋼 板進(jìn)行焊接時(shí)，焊接金屬接頭中的母材的稀釋率很高，達(dá)到45%以上，因此相比母材，焊接 金屬接頭的強(qiáng)度會(huì)顯著降低，從而在焊接金屬接頭中容易產(chǎn)生斷裂。為了解決這些問(wèn)題進(jìn) 行了深入的研究并最終完成了本發(fā)明，通過(guò)研究得知，當(dāng)適當(dāng)?shù)乜刂坪附咏饘俳宇^中的合 金元素的種類及含量時(shí)，即使焊接金屬接頭中的母材的稀釋率為45%以上的情況下也能夠 通過(guò)焊接金屬接頭的微細(xì)組織形成貝氏體和馬氏體的復(fù)合組織，并通過(guò)所述復(fù)合組織能夠 有效抑制在焊接結(jié)構(gòu)體中產(chǎn)生斷裂。
[0018] 進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)適當(dāng)?shù)乜刂扑鰪?fù)合組織中的貝氏體和馬氏體的相比率以及抑制 島狀馬氏體的形成時(shí)，可以確保優(yōu)異的低溫沖擊韌性。
[0019] 以下，對(duì)于本發(fā)明的焊接金屬接頭的合金組成和成分范圍進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0020] 碳（C) :0· 08 ~0· 12 重量％
[0021] 碳是用于確保焊接金屬接頭的強(qiáng)度的重要的元素。為了穩(wěn)定地確保強(qiáng)度，所述碳 的含量?jī)?yōu)選為〇. 08重量％以上，更優(yōu)選為0. 085重量％以上，再更加優(yōu)選為0. 09重量％以 上。但是，如果含量過(guò)多，會(huì)在焊接金屬接頭上容易產(chǎn)生低溫龜裂，導(dǎo)致低溫沖擊韌性大幅 劣化。因而，所述碳含量的上限優(yōu)選為0. 12重量％，更優(yōu)選為0. 11重量％，再更加優(yōu)選為 〇. 105 重量％。
[0022] 硅（Si) :0· 15 ~0· 3 重量％
[0023] 硅起到降低焊接金屬接頭中的氧氣來(lái)提高清凈度的作用，并且，起到通過(guò)固溶強(qiáng) 化來(lái)提高焊接金屬接頭的強(qiáng)度的作用。在本發(fā)明中為了表現(xiàn)這些效果，所述硅的含量?jī)?yōu)選 為0. 15重量％以上，更優(yōu)選為0. 18重量％以上，再更加優(yōu)選為0. 20重量％以上。但是，在 其含量過(guò)多的情況下，會(huì)存在氧化物變得粗大而導(dǎo)致焊接金屬接頭的韌性劣化的隱患，尤 其，像碳當(dāng)量（Ceq)比較高的本發(fā)明的情況，存在助長(zhǎng)焊接熱影響區(qū)（HAZ)內(nèi)的島狀馬氏體 的產(chǎn)生的憂慮。因而，所述硅含量的上限優(yōu)選為〇. 3重量％，更優(yōu)選為0. 28重量％，再更加 優(yōu)選為〇. 26重量％。
[0024] 錳（Μη) :1· 6 ~1. 9 重量 ％
[0025] 錳起到通過(guò)固溶強(qiáng)化來(lái)提高焊接金屬接頭的強(qiáng)度的作用。為了穩(wěn)定地確保強(qiáng)度， 所述錳的含量?jī)?yōu)選為1.6重量％以上，更優(yōu)選為1.62重量％以上，再更加優(yōu)選為1.65重 量％以上。但是，在其含量過(guò)多的情況下，會(huì)顯著提高鋼胚的中心偏析的危害性，并且助長(zhǎng) 帶入熱焊接熱影響區(qū)的硬化以及島狀馬氏體的產(chǎn)生而使其脆化。因而，所述錳含量的上限 優(yōu)選為1. 9重量％，更優(yōu)選為1. 85重量％，再更加優(yōu)選為1. 8重量％。
[0026] 鉻（Cr) :0· 6 ~0· 9 重量％
[0027] 鉻是用于確保焊接金屬接頭的強(qiáng)度的有效的元素。在本發(fā)明中為了表現(xiàn)這些效 果，所包含的鉻的含量?jī)?yōu)選為0. 6重量％以上，更優(yōu)選為0. 7重量％以上，再更加優(yōu)選為 〇. 75重量％以上。但是，在其含量過(guò)多的情況下，存在對(duì)焊接熱影響區(qū)產(chǎn)生不良影響的問(wèn) 題，因此是不可取的。因而，所述鉻含量的上限優(yōu)選為0. 9重量％，更優(yōu)選為0. 88重量％， 再更加優(yōu)選為〇. 85重量％。
[0028] 鎳（Ni) :1· 0 ~1. 5 重量％
[0029] 鎳是用于抑制焊接金屬接頭的韌性的劣化且確保強(qiáng)度的有效的元素。在本發(fā)明中 為了表現(xiàn)這些效果，所包含的鎳含量?jī)?yōu)選為1. 〇重量％以上，更優(yōu)選為1. 05重量％以上，再 更加優(yōu)選為1. 1重量％以上。另一方面，鎳的含量越高越有利于強(qiáng)度和韌性的提高，然而鎳 是昂貴的合金元素，從而在其含量過(guò)多的情況下經(jīng)濟(jì)上不利，因此在本發(fā)明中將鎳的含量 優(yōu)選地控制為1. 5重量％以下，更優(yōu)選地控制為1. 45重量％以下，再更加優(yōu)選地控制為1. 4 重量％以下。
[0030] 鉬（Mo) :0· 8 ~1. 2 重量％
[0031] 鉬是用于確保焊接金屬接頭的強(qiáng)度的非常有效的元素。為了在本發(fā)明中表現(xiàn)這些 效果，所包含的鉬的含量?jī)?yōu)選為〇. 8重量％以上，更優(yōu)選為0. 85重量％以上，再更加優(yōu)選 為0. 9重量％以上。然而，在其含量過(guò)多的情況下，不僅其效果被飽和，而且焊接硬化性會(huì) 劇增，由此過(guò)多地促進(jìn)馬氏體的變相，因此存在產(chǎn)生低溫龜裂以及低溫沖擊韌性大幅劣化 的問(wèn)題。因而，所述鉬含量的上限優(yōu)選為1. 2重量％，更優(yōu)選為1. 15重量％，再更加優(yōu)選為 1. 1重量％。
[0032] 磷（P) :0· 02重量％以下
[0033] 磷是不可避免地被包含的雜質(zhì)，由于其主要被偏析在鋼